Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Nová koncepce tepelného upínání nástrojů
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Nová koncepce tepelného upínání nástrojů

Tepelné upínání nástrojů nachází ve strojírenství stále větší oblibu a uplatnění. Mezi jeho výhody patří rychlost, přesnost a výrazné snížení nákladů.

Díky svým výhodám je systém tepelného upínání nástrojů nejvhodnějším řešením zejména pro vysokorychlostní obrábění. Jednou z firem, která se specializuje na upínání nástrojů, je německá firma Franz Haimer GmbH, v jejímž sortimentu jsou kromě klasických a tepelných držáků i přístroje pro tepelné upínání, vyvažování nástrojů a 3D sondy pro zjištění pozice obrobku ve stroji. Na českém a slovenském trhu tuto firmu zastupuje společnost SK Technik, spol. s r. o.

Přístroj pro tepelné upínání

Princip upínání spočívá v teplotní roztažnosti materiálů. Nástrojové držáky firmy Franz Haimer jsou vyrobeny ze speciálního materiálu, jehož ohřevem dojde ke zvětšení otvoru pro upnutí nástroje. Obsluha pouze vloží nástroj do držáku. Ochlazením dojde ke smrštění držáku, a tím k upnutí nástroje.
K ohřátí nástrojového držáku je nutné zařízení, které v krátkém čase dokáže upnout nástroj. Některé firmy nabízejí přístroje, které ohřívají držáky vzduchem nebo jiným médiem, ale tento princip je naprosto nevyhovující. Doba ohřevu se pohybuje v minutách, materiál držáku je velice namáhán, snižuje se životnost a přesnost.
Proto firma Franz Haimer vyvinula speciální přístroj Power-Clamp pro tepelné upínání nástrojů, který k ohřevu materiálu využívá indukční cívky. Doba ohřevu se pohybuje přibližně kolem 5 sekund. Během této doby dojde k zahřátí povrchu držáku na teplotu cca 250 - 300 °C, a poté se nástroj do něj vloží. V žádném případě nedojde k tepelnému ovlivnění materiálu držáku ani k žádným změnám ve struktuře materiálu, neboť materiál začíná reagovat změnou struktury až při teplotě kolem 500 °C. Je tedy vyloučena deformace držáku stálým upínáním a odepínáním nástroje. Při větším počtu nástrojů je nutné brát ohled i na dobu chlazení. Chladnutí držáku z 300 °C trvá přibližně 10 až 15 minut. Tato doba je většinou nepřípustná. Proto se přístroje vybavují chladicími systémy, které snižují dobu chladnutí. U chlazení vzduchem se doba chlazení pohybuje kolem 2 až 5 minut, dle typu chladicího systému. Firma Franz Haimer používá chlazení vodou a s přístrojem dodává chladicí zařízení, které neustále ochlazuje chladicí adaptéry. Ty se nasazují na nástrojový držák a kontaktem odvádějí teplo. Doba chlazení se tak pohybuje okolo 20 až 30 sekund.
Přístroj je konstruován univerzálně, tzn. že lze upínat a chladit držáky různých velikostí od různých dodavatelů. Lze upínat tvrdokovové i HSS nástroje od průměru 3 mm. Pro malé průměry se používají velice přesné kleštiny.

Výhody systému tepelného upínání

Upnutí nástroje je rychlé, přesné, komfortní, jednoduché a tuhé. Doba výměny nástroje je max. 30 sekund. Házení dutiny pro upnutí nástroje je 0,003 mm. Držáky na tepelné upínání nemají žádný upínací systém, a jsou tedy výrobně velice jednoduché. Tuhost je zaručena upnutím po celém obvodu nástroje. Jedinou podmínkou je, aby upínaný nástroj měl stopku v toleranci h6.

Srovnání hydroupínače a tepelného upínače

Dalším nejpoužívanějším systémem upínání jsou hydroupínače. Upínacím šroubem se působí na kapalinu a zvyšováním tlaku dochází k roztahování upínací stěny držáku. Tyto upínače jsou přesné a jednoduché pro manipulaci, ale mají menší životnost, protože časem dojde k narušení stěny držáku. Není jimi možné upínat nástroje s vyfrézovanou ploškou (Weldon, Whistle-notch), neboť to má za následek deformaci stěny držáku. Naproti tomu do tepelného upínače je možné upínat nástroje s válcovou stopkou i s vyfrézovanou ploškou, jelikož zde žádná deformace nehrozí.
Hydraulické držáky mají větší vnější průměr a nevyrábějí se v tak dlouhých provedeních. Tepelné upínače je možné vyrobit v superštíhlých provedeních a v různých velikostech. Při otáčkách kolem 30 000 a výše není možné hydroupínače použít, protože odstředivou silou dochází k huštění kapaliny na vnější straně upínací kapsy držáku, což způsobuje zmenšení upínací síly na nástroj. Snižuje se tuhost, přenos krouticího momentu a hrozí protočení nástroje.

Prodloužení nástrojového držáku

Při výrobě forem a elektrod je často nutné dostat se nástrojem hluboko do materiálu. K tomu slouží speciální prodloužení, které se upne do držáku. Původně bylo prodloužení konstruováno pouze pro tepelné upínače, ale lze ho použít i pro kleštinové upínače nebo hydroupínače. Házení dutiny pro upnutí nástroje je opět max. 0,003 mm.

Další články

Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: